Mô hình mạng nơ-ron cung cấp cái nhìn sâu sắc về Rối loạn phổ tự kỷ

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Tohoku đã sử dụng một mô hình mạng nơ-ron tái tạo não trên máy tính để hiểu tại sao những người bị rối loạn phổ tự kỷ gặp khó khăn trong việc giải thích các biểu cảm khuôn mặt.

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Scientific Reports vào ngày 26 tháng 7 năm 2021.

Nhận biết các cảm xúc khác nhau

Yuta Takahashi là đồng tác giả của bài báo.

“Con người nhận biết các cảm xúc khác nhau, chẳng hạn như buồn và giận bằng cách nhìn vào biểu cảm khuôn mặt. Tuy nhiên, vẫn còn ít thông tin về cách chúng ta nhận biết các cảm xúc khác nhau dựa trên thông tin hình ảnh của biểu cảm khuôn mặt,” Takahashi nói.

“Điều không rõ ràng là những thay đổi nào xảy ra trong quá trình này dẫn đến những người bị rối loạn phổ tự kỷ gặp khó khăn khi đọc biểu cảm khuôn mặt,” Takahashi tiếp tục.

Lý thuyết xử lý dự đoán

Nhóm nghiên cứu dựa trên lý thuyết xử lý dự đoán, cho rằng não bộ liên tục dự đoán kích thích cảm giác tiếp theo. Khi dự đoán sai, não bộ sẽ điều chỉnh lại và thông tin cảm giác như biểu cảm khuôn mặt sẽ giúp giảm thiểu sai sót dự đoán.

Mô hình mạng nơ-ron nhân tạo được nhóm phát triển sử dụng lý thuyết xử lý dự đoán và có thể tái tạo quá trình phát triển. Nó đã được đào tạo để dự đoán cách các phần của khuôn mặt sẽ di chuyển trong các video biểu cảm khuôn mặt.

Bước tiếp theo là tự tổ chức các cụm cảm xúc vào không gian nơ-ron cấp cao hơn của mô hình mạng nơ-ron. Đồng thời, mô hình không biết cảm xúc nào tương ứng với biểu cảm khuôn mặt trong video.

Mô hình cũng có thể tổng quát hóa các biểu cảm khuôn mặt không xác định không được cung cấp trong quá trình đào tạo, cũng như tái tạo các chuyển động của các phần khuôn mặt trong khi giảm thiểu sai sót dự đoán.

Hình ảnh: Yuta Takahashi, et al

Sau đó, nhóm nghiên cứu đã gây ra các bất thường trong hoạt động của nơ-ron trong các thí nghiệm, giúp cung cấp cái nhìn sâu sắc về ảnh hưởng đến sự phát triển học tập và đặc điểm nhận thức. Các thí nghiệm cho thấy khả năng tổng quát hóa giảm trong mô hình nơi tính dị hướng của hoạt động trong dân số nơ-ron bị giảm. Điều này cho thấy sự hình thành các cụm cảm xúc trong nơ-ron cấp cao hơn bị ức chế và dẫn đến mô hình mạng nơ-ron có xu hướng không thể nhận biết cảm xúc của các biểu cảm khuôn mặt không xác định, cũng là một triệu chứng của rối loạn phổ tự kỷ.

Takahashi cho biết nghiên cứu này cho thấy lý thuyết xử lý dự đoán có thể giải thích việc nhận biết cảm xúc từ biểu cảm khuôn mặt bằng mô hình mạng nơ-ron.

“Chúng tôi hy vọng sẽ hiểu rõ hơn về quá trình mà con người học cách nhận biết cảm xúc và đặc điểm nhận thức của những người bị rối loạn phổ tự kỷ,” Takahashi nói. “Nghiên cứu này sẽ giúp phát triển các phương pháp can thiệp phù hợp cho những người gặp khó khăn trong việc nhận biết cảm xúc.”